下一代技術(shù)新星：MEMS全解析

　　近來(lái)全球各大半導(dǎo)體廠似乎掀起一股MEMS熱，無(wú)論是最上游的IC設(shè)計(jì)公司、晶圓代工廠、一直到最終端的封裝測(cè)試廠，就連半導(dǎo)體機(jī)器設(shè)備商，也一頭栽進(jìn)MEMS世界，甚至近來(lái)半導(dǎo)體公司工程人員見(jiàn)面不乏問(wèn)一句，你們家MEMS了嗎!由此已可看出MEMS對(duì)于多數(shù)全球半導(dǎo)體大廠來(lái)說(shuō)，已成為必須發(fā)展的產(chǎn)品線!

　　許多最新的消費(fèi)電子產(chǎn)品都包含一個(gè)或多個(gè)MEMS IC功能以測(cè)量和控制諸如運(yùn)動(dòng)、位置、力甚至溫度等要素。因此，MEMS IC不僅在加速計(jì)和陀螺儀內(nèi)扮演關(guān)鍵角色，還在壓力傳感器、麥克風(fēng)、時(shí)序器件、濾波器、開(kāi)關(guān)、微顯示器、紅外溫度傳感器和微型馬達(dá)等產(chǎn)品中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

　　“在各種消費(fèi)應(yīng)用中，MEMS正變得非常流行。在過(guò)去幾年，隨著MEMS器件成本的迅速降低，以往可能采用MEMS功能的產(chǎn)品現(xiàn)在都毫不猶豫地采用了 MEMS，”Roger Grace Associates的市場(chǎng)咨詢師及總裁Roger Grace表示。

　　“此舉提升了用戶的操控方便性并提供了更強(qiáng)的功能，為其產(chǎn)品在競(jìng)爭(zhēng)激烈、迅速變化的市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)必要的差異化提供了條件，”Grace說(shuō)。

　　“在大約5年前，還沒(méi)有出現(xiàn)將MEMS IC用在消費(fèi)電子產(chǎn)品的市場(chǎng)推動(dòng)力。今天，消費(fèi)電子MEMS IC制造商在功能差異化方面競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品差異化(如Wii和iPhone等)無(wú)疑促進(jìn)了對(duì)MEMS IC的需求，這種需求又反過(guò)來(lái)刺激了MEMS價(jià)格的降低及產(chǎn)量的增加，”Invensense公司創(chuàng)辦人兼CEO Steven Nasiri表示。

　　“為滿足這些新興市場(chǎng)的需求，所有新一代MEMS產(chǎn)品都必須帶有革命性的方案，”Nasiri解釋說(shuō)。“此外，為支持大量由風(fēng)險(xiǎn)投資創(chuàng)辦的新的無(wú)晶圓MEMS公司，對(duì)MEMS代工服務(wù)的需求也在增加。”

　　用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的MEMS IC的批量單價(jià)在1至1.50美元的水平。關(guān)鍵應(yīng)用包括諸如加速計(jì)和陀螺儀等運(yùn)動(dòng)傳感器以及麥克風(fēng)。例如，任天堂Wii視頻游戲系統(tǒng)和蘋果iPhone所用的三軸加速計(jì)的單價(jià)據(jù)報(bào)應(yīng)在1美元的水平。它們采用的加速計(jì)產(chǎn)自意法半導(dǎo)體(ST)和亞德諾半導(dǎo)體(ADI)。

　　基于MEMS的帶定位和運(yùn)動(dòng)感知功能的產(chǎn)品可使用戶獲得與環(huán)境之間的更緊密互動(dòng)，進(jìn)而使其覆蓋范圍超出了由PC和帶網(wǎng)絡(luò)功能的手機(jī)所能提供的范圍。個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備(PND)、自由空間指針(free-space pointer)、室內(nèi)導(dǎo)航和硬盤振動(dòng)消除設(shè)備只是利用該技術(shù)的若干種產(chǎn)品。

　　例如，Source Audio LLC用于吉他效果的Hot Hand運(yùn)動(dòng)控制器就以ADI的雙軸ADXL 320 iMEMS加速計(jì)和SA601 SigmaDSP系統(tǒng)級(jí)芯片音頻處理器為核心。ADXL 330 iMEMS三軸加速計(jì)也用于Keynetic支持運(yùn)動(dòng)的原型手機(jī)中以實(shí)現(xiàn)單手菜單導(dǎo)航、雙手游戲、自動(dòng)滾屏及其它功能。在Garmin的 Forerunner 50運(yùn)動(dòng)手表中，你將看到ADXL雙軸iMEMS加速計(jì)被用于跑、騎自行車和健身運(yùn)動(dòng)。

　　之所以有這樣多廠商前仆后繼投入MEMS市場(chǎng)，主要垂涎其高速成長(zhǎng)的商機(jī)，MEMS 2007年全球約有69億美元產(chǎn)值，至2010年將突破百億美元大關(guān)達(dá)115億美元，如國(guó)際IDM大廠ADI、FreeScale、意法半導(dǎo)體(STM) 以及英飛凌(Infineon)等，非但未因當(dāng)下全球金融環(huán)境不佳，而減少對(duì)MEMS的相關(guān)投資，反倒咬緊牙關(guān)反手加碼，甚至將其升級(jí)至8寸廠生產(chǎn)。

　　除此之外，向來(lái)偏重標(biāo)準(zhǔn)CMOS制程的晶圓代工業(yè)者，也為了能在既有條件下進(jìn)一步跨足MEMS晶圓代工市場(chǎng)，一哥臺(tái)積電與聯(lián)電相繼大幅采購(gòu)相關(guān)機(jī)器設(shè)備，即便當(dāng)前手頭可用預(yù)算緊縮，但還是鐵了心繼續(xù)執(zhí)行該項(xiàng)預(yù)算。

　　就連大陸的晶圓代工龍頭中芯半導(dǎo)體，即便近來(lái)財(cái)報(bào)未如預(yù)期，但也打破沉默對(duì)外高分貝宣布，中芯在MEMS晶圓代工市場(chǎng)中不會(huì)落后，大聲疾呼靠一己之力獨(dú)自于上海晶圓廠完成獨(dú)家的MEMS制程研發(fā)技術(shù)，在在顯示出各大晶圓代工廠對(duì)于MEMS市場(chǎng)雄心壯志!

　　而設(shè)計(jì)公司同樣也為了趕上這波MEMS熱，在抬面下默默耕耘較勁。臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)自然也輸人不輸陣，市場(chǎng)近期也不斷傳出臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)龍頭聯(lián)發(fā)科，無(wú)論是藉由自行研發(fā)或購(gòu)并，都顯示出跨足MEMS設(shè)計(jì)的用心。

　　再者如任天堂Wii搖桿紅外線感測(cè)元件供應(yīng)商原相，看到同屬任天堂供應(yīng)商的ADI與STM 2大廠，因銷售G-SENSOR而大發(fā)利市，豈有不心動(dòng)道理，總經(jīng)理黃森煌雖未正面表態(tài)跨入MEMS市場(chǎng)，但也表示對(duì)于MEMS市場(chǎng)會(huì)抱持關(guān)注態(tài)度。

　　再看看最后端的封裝與測(cè)試廠，看到MEMS封裝測(cè)試市場(chǎng)大餅，簡(jiǎn)直是用口水直流形容也不為過(guò)，原因無(wú)他，MEMS封裝測(cè)試?yán)麧?rùn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)傳統(tǒng)封裝測(cè)試，再者封裝測(cè)試占整個(gè)MEMS產(chǎn)品總成本高達(dá)50%左右，對(duì)于封裝測(cè)試廠商營(yíng)收來(lái)說(shuō)絕對(duì)是貢獻(xiàn)驚人，這樣的誘人商機(jī)臺(tái)灣的日月光、矽品等大廠雖說(shuō)現(xiàn)階段還未有較明顯的動(dòng)作，但還是向設(shè)備商積極表明愿意聽(tīng)聽(tīng)看到底何謂MEMS。

　　最后回到半導(dǎo)體機(jī)器設(shè)備端部分，想要制造出完美MEMS商品，機(jī)器設(shè)備部分勢(shì)必不可缺席，正所謂工欲善其事必先利其器，當(dāng)MEMS市場(chǎng)還在萌芽階段時(shí)，設(shè)備大廠根本是不屑一顧，但如今為了要證明自家也有進(jìn)入MEMS市場(chǎng)能力，部分「綜合性」半導(dǎo)體設(shè)備大廠如應(yīng)用材料等，也搶先宣布自己是MEMS設(shè)備完整提供者，又一次證明MEMS是現(xiàn)階段半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最愛(ài)!